如何计算注塑成型中的锁模力？

在我们开始了解夹紧力之前 注塑请允许我分享一个故事。

X 公司接到欧洲客户 Y 公司的模具注塑业务订单。Y 公司派出三名员工参观 X 公司的生产现场。当 Y 公司的 A 先生正在注塑机旁仔细观察注塑成品时，X 公司的业务负责人 B 先生走了过来。

答：亲爱的 B 先生，您有什么顾虑吗？

B：为什么这个产品的边缘有毛刺？我很不满意。

模具工程主管 C 先生迅速走过来，拿起产品检查了一下，说："可能是注塑生产操作员锁模力设置不当造成的。

在了解了 C 先生的工作职责后，A 先生转向了他。他问道："你们交付注塑模具生产时，模具使用手册上不是标明了关键锁模力吗？

同时，A 先生还质问注塑生产主管 D 先生："生产操作员没有按照模具手册中的参数表进行操作吗？没有确定最佳锁模力吗？

C 先生和 D 先生都摇了摇头。

A 先生再次转向 B 先生说："这太不幸了。你的同事似乎对我的模具和产品缺乏关心"。

C 先生和 D 先生无言以对。

总经理 B 先生显得很无奈。

亲爱的朋友们，你们明白 A 先生的意思吗？

本故事中的提示

模具厂在交付模具时，标准做法是提供一份说明手册，指出特定模具的最佳锁模力。这些信息对于确保模具的正常运行和使用寿命至关重要。

在注塑生产过程中，根据模具手册提供的规格确认和设置最佳锁模力至关重要。这包括输入适当的机器参数，以达到所需的锁模力，同时不对模具造成任何损坏。遵守建议的锁模力有助于确保生产过程顺利进行，并保持注塑产品的质量。

了解夹紧力

注塑成型中的锁模力在注塑和冷却过程中保持模具闭合。液压机产生锁模力，在注塑成型机制中，锁模力分为液压锁模力和机械锁模力。作为一名塑料产品工程技术人员，了解和控制所有这些至关重要，尤其是对于没有经过曝光或测试的产品。

影响锁模力的因素

在注塑成型过程中，有几个因素会对其产生影响，包括

部件几何形状： 部件的形状、尺寸和复杂程度

材料特性 塑料材料的类型和特性

壁厚 较厚的壁通常需要较高的锁模力来承受注塑压力。

模具设计： 模具的设计，包括型腔的数量和复杂程度、 喂料系统和冷却通道

注射压力： 成型过程中施加的注塑压力

模具温度： 模具的工作温度

CAE 分析，如 模流分析通常情况下，《模具设计和制造手册》包括一个评估锁模力的部分。该部分可为特定模具和零件提供有价值的信息。然而，在某些情况下，分析中可能没有明确指定或提供锁模力参数，这就需要根据其他因素和工程知识进行近似估算。

如何计算夹紧力？

方法 1：在模具开发阶段建立。

在计算模具的膨胀力时，通常建议考虑最大值。计算出的膨胀力代表了生产产品时所需要的最小临界锁模力，通常被称为最佳锁模力。

临界夹紧力的计算公式如下：

F（临界夹紧力）= P（空腔平均压力）(巴) × S（产品和流道的投影面积）(c㎡)

要准确确定空腔压力，需要考虑多个因素，包括聚合物材料的粘度、流道和浇口的尺寸和位置、产品的尺寸和厚度、生产过程中的温度和湿度。 注射速度模具温度、料筒温度和模具排气等。这些因素共同导致了模塑过程中型腔内压力的复杂性。

例如，考虑一种由 ABS 材料制成的产品，其规格如下：主流道长度为 50 毫米，方形浇口尺寸为 1.5 毫米，壁厚为 2.0 毫米。下图展示了该产品的形状。

在开始计算之前，请先熟悉这两张表格

1.常见热塑性材料的流动系数表。

2.空腔压力与壁厚和流道厚度比的关系图。

步骤 1：首先计算流量长度比

材料的最长流动路径约为 200+30/2+50=265mm，浇口处最薄壁厚为 1.5mm。

流道与壁厚比率 = 最长材料流/最薄壁厚

= 265/1.5

= 177:1

步骤 2：利用关系图计算空腔内的平均压力 P

对于 1.5 毫米的薄壁和 177 的流道厚度比，交叉对应曲线点为 P1 = 250（巴）。

P 腔平均压力 = P1 * K 流量系数 = 250 * 1.55 = 387.5 (巴)。

步骤 3：计算预测面积

模具设计软件可在模具完工后计算出这一预测面积，并必须在模具规格和铭牌上清楚标明。

1.S = 产品投影面积 + 流道投影面积

2.S = 20*15*2+3*1

3.S = 603 c㎡

步骤 4：计算最佳夹紧力

1.F = P 平均空腔压力（巴）× S 产品和流道的投影面积（㎡）

2.F =387.5bar*603 （c㎡） 3.

3.F =233662.5 千克

4.F =234吨。

考虑到系数的最大值，我们计算了 ABS 产品的临界夹紧力。在这种情况下，无需再乘以安全系数，因为我们已经考虑了最大值。该计算值代表了特定模具和产品的理论最佳锁模力。

为确保注塑成型生产人员的清晰度和参考性，必须在模具手册和模具铭牌上明确标注这一关键锁模力值。这样，生产人员在生产过程中就有了设定和保持适当锁模力的标准参考。

方法 2：通过生产测试进行计算

使用千克电子秤和调整锁模力设置，可以在任何机器和模具上快速测试这种方法。以下步骤概述了这一过程：

步骤 1：将锁模力设定为最大压力的 90%，使用中压（约 60%~70%）和中速（30%~60%）进行注塑。设定保压位置和压力，确保产品无外观缺陷。注射产品 3 次，并在表格中记录重量和外观状况。

步骤 2：将夹紧力依次降低 10 吨，并记录重量，同时确认是否存在任何外观缺陷。继续降低夹紧力，直至产品重量增加约 5%，并开始出现闪光。

根据表中收集的数据，可以确定该机器上该特定产品的最佳夹紧力参数介于 80 吨和 90 吨之间。

在注塑生产过程中，如果对模具产品没有具体要求，PMC（生产、材料和控制）人员通常会根据模具尺寸与机器尺寸的相对关系来安排生产。调整技术人员可将数值设定在机器最大锁模力的 70%~80% 左右。这种方法被认为能快速有效地达到最佳效果。

市场上常见注塑机型号的最大锁模力

如果下表有任何错误，建议联系相关来源或向我核实信息。本表仅供参考。

请注意

1.要确定特定注塑应用所需的锁模力，我们应考虑所制造产品的具体要求。

2.夹紧力越大并不一定表示机器越好。相反，我们应根据具体应用在适当的范围内选择合适的机器。